Как защитить бытовые приборы от скачков напряжения?

Виды изменений в сети

График допустимых показаний отклонения в сети

Выделяют несколько типов скачков напряжения:

• Отклонения. Здесь подразумевается изменение амплитуды, длительность каждой из которых составляет больше 60 сек. Причем есть нормально допустимое и предельно дозволенное отклонения. Во втором случае нормой считается показатель не больше 10% от нормального.
• Колебания (падение напряжения). Здесь амплитуда меняется в меньшую сторону и составляет до 60 сек. Также нормальным считается показатель до 10% от оптимального.
• Перенапряжение. Это резкое увеличение тока выше отметки 242 Вольт. Длительность таких скачков до 1 сек.

Стабилизаторы напряжения

Если в вашем доме наблюдаются постоянные скачки напряжения, то РН будет срабатывать несколько раз в сутки, обесточивая весь дом. В таких случаях рекомендуется более дорогой, но и более практичный способ защиты домашней электроники. Состоит он в применении стабилизаторов – устройств, сглаживающих скачки напряжения во внешней сети, выдавая на выходе постоянный показатель 220В.

По типу подключения различают два вида стабилизаторов: локальные (которые подключаются к розетке, защищая от одного до нескольких потребителей) и стационарные (подключаемые к вводному силовому кабелю и осуществляющие защиту всех потребителей домашней сети). Локальные стабилизаторы следует использовать для защиты наиболее чувствительной бытовой техники. Их можно эксплуатировать в комплекте со стационарным реле напряжения. Что касается стационарных стабилизаторов, то они представляют собой сложные устройства, которые не только сглаживают перепады напряжения во всей бытовой сети, но и способны автоматически отключать питание потребителей при достижении критических значений.

Устанавливать стационарные стабилизаторы крайне рекомендуется, если значение напряжения несколько раз в сутки выходит за пределы 205…235В (это можно определить с помощью обыкновенного тестера).

Виды помех в электросети

Скачки напряжения

В 2014 году был принят новый ГОСТ относительно напряжения в электросети, он регламентирует основное напряжение 230 вольт, +/- 10%, до этого стандартом считалось 220 вольт с теми же отклонениями. Допустимый диапазон по новому стандарту составляет 207-253 В, по старому составлял – 198-242 В. Несмотря на то, что до сих пор ещё используется достаточное количество аппаратуры, рассчитанной на старый стандарт, всё же 230 вольт находятся в допустимых пределах и при нормальных условиях вреда старой технике не наносит.

Однако из-за перегрузок или иных сбоев, напряжение может кратковременно выходить за пределы допустимых диапазонов, как в меньшую, так и в большую стороны. Причём завышение напряжения является более губительным фактором: если при просадке питания техника может просто отключиться, то при превышении возможны и фатальные последствия.

Высокочастотные наводки

Большинство современной техники используют импульсные блоки питания, преимущество их перед классическими трансформаторными заключается в миниатюрности. Однако при работе таких устройств в общую сеть могут попадать паразитные гармоники, чтобы этого не происходило, производители должны оснащать свою технику специальными фильтрами, которые препятствуют этому.

Но не вся техника оснащена такими фильтрами, особенно очень дешёвая: в погоне за конкретной ценой экономится на всём, в первую очередь на подобных «ненужных» фильтрах. Хорошим примером таких наводок может быть рябь на экране телевизора или шум в колонках, когда кто-то использовал электробритву. Более высокочастотные помехи могут быть не видны визуально, но они не менее губительны для всей остальной техники в доме.

Природные явления

Самым опасным врагом всей бытовой техники является молния. В первую очередь её влиянию подвержены компьютеры и телевизоры. Это связано с тем, что компьютеры могут быть подключены к глобальной сети простой витой парой, которая растянута по улице, а в телевизор подключена внешняя антенна. И не обязательно, чтобы молния ударила именно в ваш дом, её влияние распространяется на километры от места попадания.

Умные розетки

По сути их нельзя называть защитой от перепадов напряжения, поскольку они сами ничего для защиты не делают. Но у нее есть очень полезная функция. Вот она может и спасти ценный прибор в критической ситуации.

Такая розетка программируется хозяином на включение и выключение прибора в заданное время

Розетка снабжена Wi-Fi передатчиком. Она синхронизируется с мобильным телефоном и передает на него информацию. То есть, отчитывается о выполнении программ, предоставляя данные о расходе электроэнергии. Благодаря Wi-Fi хозяин может самостоятельно включать или отключать подачу электричества на нее со своего мобильного телефона.

Это может спасти технику во время разыгравшегося природного катаклизма. Будучи вне дома: на работе, в деловой поездке, на прогулке – хозяин может отключить ценный прибор от сети, если приближается ураган или идет гроза.

Применение таких розеток никак не является панацеей, но может уменьшить риск вывода ценной бытовой техники из строя при природном катаклизме или внезапном вмешательстве человеческого фактора. Примером может выступить звонок соседей, с предупреждением о сварочных работах в доме.

Причины возникновения аварийных ситуаций в бытовой электросети

Основные факторы перегрузок в сети 220 и 380 Вольт:

• грозовые разряды, молнии – самые высокоэнергетические явления на Земле;
• неправильная эксплуатация оборудования и низкий уровень квалификации персонала электросети;
• нарушение правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок, в результате чего у потребителя будет не 220 В, а 380 В или менее 110 В;
• искра статического электричества;
• обрыв нулевого провода;
• импульсное напряжение из-за попадания грозы в линию электропередач;
• перепады тока в сети из-за одновременного включения большого количества приборов и оборудования.

Как работает реле контроля фаз в сети 380В

В сети 380В может быть установлено трехфазное реле напряжения. Это имеет смысл, если в доме имеется оборудование с трехфазным питанием.

Подключение реле напряжения в сети 380В

В этом случае реле срабатывает при отклонении напряжения на любой фазе и отключает нагрузку по всем трем линиям. При отсутствии потребителей с питанием 380В удобнее и дешевле подключить три отдельных реле напряжения. В этом случае мы получаем три группы потребителей 220В, для которых могут быть установлены различные предельные значения напряжения и время задержки.

Схема подключения реле напряжения на каждой фазе в сети 380В

Стабилизаторы напряжения

Стабилизатор (нормализатор) напряжения применяется для поддержания стабильного и качественного напряжения в сети. Его назначение — поддерживать выходной сигнал на уровне 220 вольт, независимо от его уровня на входе. Стабилизатор не улучшает форму сигнала, не исправляет синусоиду, а только корректирует величину напряжения. При этом стоит заметить, что к стабилизаторам, вносящим изменение в синусоиду входного сигнала из-за своей конструкции, подключать приборы содержащие электродвигатели нельзя, так как это приводит к их перегреву.

Виды и их параметры

Стабилизаторы выпускаются с точной регулировкой, но с медленным реагированием на изменение входного сигнала (электромеханические) или с высокой скоростью реакции, но с погрешностью при подстройке уровня сигнала. Перед тем как подобрать себе вид оптимального нормализатора, необходимо померить уровень сигнала в сети. Измерения проводятся в разное время суток на протяжении недели.

Таким образом, определяется требуемый диапазон работы, а при возможности нужно исследовать, насколько быстро изменяется величина напряжения, и вид стабилизатора. Если величина изменяется медленно, оптимальным будет электромеханический тип. Если существуют резкие провалы, то ступенчатый. По принципу работы различают:

1. Релейные. Основными радиоэлементами, входящими в состав такого типа устройств, являются многообмоточный трансформатор и мощные реле. При отклонениях сети от номинального напряжения происходит автоматическое переключение обмотки с использованием силового реле. Такой нормализатор характеризуется низкой ценой, но главный его недостаток в ступенчатой подстройке величины напряжения. При этом на выходе получается уже не чистая синусоида.
2. Сервомоторные. Другое название — электромеханические. В работе используется автотрансформатор и двигатель, последним управляет система контроля. Обладает: низкой ценой, плавной регулировкой, компактными размерами и чистой синусоидой на выходе. К недостаткам относят шум и низкую скорость срабатывания.
3. Инверторные. Действуют на основе двойного преобразования, сначала переменный ток в постоянный, а затем снова в переменный. Всё управление происходит с применением микроконтроллера. Работают в большом диапазоне входного сигнала с высокой скоростью реагирования. Обеспечивают защиту и от импульсных помех, но при этом являются самыми дорогими устройствами.
4. Симисторные. Принцип работы такой же, как у релейного типа, но вместо механических узлов используются полупроводники, работающие в режиме ключа. Отличаются быстротой срабатывания и высоким коэффициентом полезного действия. При этом они совершенно бесшумные, но сложны в своих схемотехнических решениях.
5. Феррорезонансные. Для бытового применения не используются, так как имеют большой вес и высокий уровень шума. Работают на эффекте феррорезонанса.

При изготовлении стабилизаторов используются различные методы достижения стабильного сигнала на выходе устройства. Любой нормализатор обязан поддерживать напряжение в допустимом диапазоне при его отклонении. Если отклонение составит большее значение, стабилизатор отключится и прервёт подачу электричества к подключённой нему нагрузке. Нормализаторы характеризуются такими параметрами:

1. Максимальное входное напряжение. Это максимальный уровень сигнала, понижающийся стабилизатором до 220 вольт.
2. Минимальное входное напряжение. Это минимальный уровень сигнала, повышающийся стабилизатором до 220 вольт.
3. Выходное напряжение. Величина максимального выходного напряжения, подающегося со стабилизатора на нагрузку.
4. Полная мощность. Пиковая мощность, которую может выдержать устройство, измеряется в ВА.
5. Вид индикации. Может использоваться цифровой экран или аналоговые приборы.
6. Тип. Принцип работы.
7. Количество фаз. В зависимости от типа электропроводки бывают двух видов: однофазные и трёхфазные.

Причины перепадов напряжения

Как же возникает перепад напряжения? Откуда эта напасть на нашу бытовую технику? В каждый многоквартирный жилой дом входит от подстанции 3 фазы. В квартиру, как правило, подаётся одна из них и общий нулевой провод.

При пиковых нагрузках, когда все жильцы одновременно включают мощные электроприборы (утром или вечером после работы), единственный нулевой провод перегружается. И так как профилактика в большинстве электрощитов не проводится, перегруженность сети рано или поздно приводит к перегоранию нулевого проводника.

После пропадания «нуля» квартиры оказываются подключены и к своей фазе, и к соседской. То есть вместо 220 вольт в квартирную проводку поступает 380!

Итак, основные причины перепадов сетевого напряжения таковы:

Нагрузки: Крупные электрические устройства, такие как кондиционеры, холодильники и электрические плиты могут потреблять большой объем электроэнергии и вызывать временные перепады напряжения в электрической сети.

Высокое или низкое напряжение в электросети: Некоторые страны имеют разные уровни напряжения в электросети, и если устройство не соответствует стандартам страны, в которой оно используется, оно может перегреться или выйти из строя.

Перемещение энергии: Перенос электроэнергии по проводам может вызвать снижение или повышение напряжения в электросети.

Нестабильные источники энергии: Нестабильные источники энергии, такие как генераторы, могут привести к временным перепадам напряжения в электрической сети.

Погодные условия: Экстремальные погодные условия, такие как грозы, могут вызвать перебои в электроснабжении и перепады напряжения.

Дефектные устройства: Устройства, которые имеют дефекты, такие как неисправные конденсаторы или регуляторы напряжения, могут привести к перепадам напряжения в электрической сети.

Посудомоечные машины

Посудомоечные машины, как и вся прочая техника, чувствительны к скачкам сети. Они отказываются включаться, а при включении безбожно тормозят и моют посуду часами.

В плане функций контроля сети первую скрипку играют немцы. Встроенная защита от скачков напряжения есть в моделях посудомоечных машин Сименс и Бош. Если у вас небольшая кухня, отличный выбором станет узкая Siemens iQ100 SR 64E002.

Эта техника работает на инверторном моторе нового поколения, который умеет противостоять скачкам напряжения, а умные электронные мозги защитит функция VoltCheck. Я уже не говорю о широкой функциональности, экономичном энергопотреблении и прочих плюсах. Точно такая же опция присутствует в премиальных моделях Bosch, что немудрено – сборка у них едина. Разница состоит лишь в количестве наворотов и фишек.

Если нужен вариант попроще, взгляните на прибор с механическим управлением – HOTPOINT/ARISTON LSFK 7B09 C. Механика не так капризна к параметрам сетей и доступна по более бюджетной цене. При этом машина не теряет своей функциональной нагрузки и эффективности.

Обзор цен

Купить защитное устройство можно в любом магазине электрических товаров

Обращаем Ваше внимание, что цена может варьироваться в зависимости от нужного типа защиты от перенапряжений и конкретной марки устройства (Зубр, Альбатрос и прочие)

Рассмотрим приблизительную стоимость автоматики:

В большинстве случаев, при покупке комплектов защиты от перенапряжения предоставляются скидки.

Как часто в вашей квартире горела техника? Задавались ли вы вопросом о том, почему это произошло? Возможно более правильным было бы изначально позаботиться о том, что бы защитить свою технику от подобных ситуаций, ведь в нашей жизни они далеко не редкость. Во вторичном фонде электрика находится в плачевном состоянии и рассчитывать на то, что вас минует скачек напряжения не приходится. При том состоянии, в котором находятся наши городские электросети, скачки напряжения обыденная вещь. Просто сегодня он был незначительным и вы его не заметили, а завтра сгорела техника и крайнего вы вряд ли найдете.

Нас достаточно часто нанимают обслуживающие организации для проведения замены подъездной электрики и вводных распределительных устройств. Насмотрелись мы в домах таких ужасов, что рассказывать слишком долго, да и смысла в этом нет. В обще домовой электрике не предусмотрено никаких средств защиты, только в ТП стоят жуткие вставки, которые срабатывают уже тогда, когда в общем — то поздно. Спасают они разве что сам кабель, идущий от дома к ТП.

Как же обезопасить себя и технику в вашей квартире от подобной ситуации. Техника зачастую дорогостоящая, а ее внутренняя защита не предназначена для условий эксплуатации в России. Ведь в цивилизованных странах сам поставщик электроэнергии не пропустит к потребителю завышенное или заниженное значение напряжения, отключив питание до выяснения причин неисправности. У нас же в первую очередь страдают потребители и страдают без шансов на восстановление справедливости. За время работы в подобных домах я не слышал ни одного случая, когда жилец добивался компенсаций, а с жильцами в первую очередь приходится общаться именно нам. Впоследствии многие из них становились нашими клиентами и мы помогали организовать защиту от подобных ситуаций.

Только испытав на себе дорогостоящий ремонт техники люди понимают, что намного дешевле сразу приобрести и установить защиту, нежели потом разводить руками и искать виноватых.

Виды защитных устройств

Для борьбы с сетевыми перепадами напряжения существует много различных устройств, которые легко установить самостоятельно. Изделия помогают максимально эффективно защитить свой дом и близких людей от аварийных ситуаций, вызванных перенапряжением сети.

Существует несколько видов защитных устройств от перенапряжения:

1. Стабилизатор напряжения – контролирует размер сетевого напряжения.
2. Источник бесперебойного питания (ИБП) – устройство аварийного поддержания работоспособности оборудования при отключении основного источника, выполнен по принципу резервного аккумулятора. ИБП все же отличается от автономной системы питания, так как обеспечивает молниеносную защиту, питая прибор от энергии батарей. Время аварийной работы ИБП очень короткое (несколько минут), но этого достаточно для запуска другого источника или правильного отключения приборов от сети.
3. Автоматический выключатель – электрическое устройство с функциями, аналогичными функции плавкого предохранителя. Защита от перенапряжения сети самых простых выключателей обеспечивается соленоидом, который активируется чрезмерным увеличением тока. Малые автоматические выключатели широко используются вместо плавких предохранителей для защиты электрических систем в домах и квартирах.
4. Сетевой фильтр – защитное устройство со встроенной электронной схемой защиты от импульсных, низко- и высокочастотных сетевых помех путем их сглаживания.
5. Ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН) — устройство, защищающее оборудование от коммутационных перенапряжений и молний, является лучшим средством защиты.
6. Трансформаторы (понижающие и повышающие) – изменяют напряжение до рабочего, когда в сети наблюдается регулярная просадка или подъем напряжения, из-за чего приборы не могут функционировать в полную силу.
7. Устройства защитного отключения (УЗО) – наиболее распространенные средства защиты людей от опасности удара электрическим током при касании устройств и оборудования под напряжением, а также для защиты от пожара, вызванного токами утечки. Другие средства защиты эти функции выполнять не могут, так как реагируют только на перегрузку сетей.

Зачем защищать оборудование от скачков напряжения

Попробуем найти устройство защиты от скачков напряжения и изучить инструкцию. Понравилась информация, предоставленная каталогами испанского производителя RTR Energia. На предмет трёхфазного фильтра гармоник написано:

1. Изделия предназначены для фильтрации гармоник с частотами 134 и 189 Гц.
2. Коэффициент передачи на частотах фильтрации равен, соответственно, 14 и 7%.
3. Поясняется назначение перечисленных мер. За счёт указанных характеристик удаётся подавить 5-ю гармонику (5 х 50 = 250 Гц). В результате не возникает резонанса между индуктивным сопротивлением нагрузки и блоком конденсаторов, что закономерно обеспечивает защиту входных цепей от перегрузок.

Устройство защиты от перенапряжения

Поясним, что в промышленных сетях реактивная мощность считается паразитным эффектом, не совершает полезной работы, но требует ресурса подстанций. В результате обыватель платит за активную мощность kWh, предприятиям приходится отстёгивать и за реактивную. Это повышает траты, причём, подчёркиваем, пользы потребителю не несёт. Для компенсации реактивной части нагрузки крупные предприятия ставят на входе потребителей блоки конденсаторов. Каждый характеризуется мощностью в кВАР, способной к погашению.

В результате подобных мероприятий и возникает угроза перегрузки. Боремся за компенсацию реактивной мощности, чтобы снизить траты на электроэнергию, а получаем резонанс на указанных выше частотах. В результате мнимая часть сопротивления обращается в нуль, туда-сюда бегает большая энергия, выделяемая исключительно в виде тепла на активной части нагрузки. Это снова потери. Вдобавок, исходя из данных производителя, возможен выход из строя теперь уже наших экономящих блоков конденсаторов. Для предотвращения ставят дополнительно блоки из дросселей (по одному на фазу), опуская граничные частоты пропускания всей системы. 50 Гц полезного напряжения почти не страдает.

Как правильно защитить бытовую технику

Не стоит недооценивать важность защиты от скачков напряжения. Регулярные перепады в сети приводят в неисправное состояние электронику точного оборудования, выводят из строя реле и двигатели холодильников, морозильных камер

Часто даже способствуют сгоранию техники. Чтобы этого не случалось, нужно оборудовать дом надежными защитными приборами.

Реле контроля напряжения

Реле контроля напряжения трехфазное ZUBR 3F, 5А

Такая защита от повышенного напряжения позволяет мгновенно отключать все приборы от сети. Устройство контролирует параметры Вольт и при их резком повышении блокирует подачу питания к бытовой технике. После того как сеть стабилизирует свою работу, аппарат снова включается в работу и запускает технику.

Различают точечные реле (вилки и переходники), а также устройства по типу автомата для установки на DIN-рейку к распределительному щитку. В первом случае аппараты контролируют и защищают отдельные бытовые приборы. Так сказать, являются индивидуальными. Второй вариант — это надежный автомат защиты от перепадов напряжения в сети для всего дома.

Стабилизатор напряжения

Релейный стабилизатор напряжения

Такая защита по напряжению предполагает изменение параметров по Вольтам до тех пор, пока они не будут приведены к нормальному состоянию. К примеру, стиральная машина или телевизор, подключенные через стабилизатор, работают всегда на одном напряжении. Если аппарат улавливает резкий скачок, то пропускает к бытовой технике лишь нормальный показатель 220-230 В.

Главные технические параметры стабилизаторов — время реакции на скачок, точность стабилизации, диапазоны входного напряжения и уровень издаваемого шума.

Все устройства такого типа делят на несколько видов:

• Релейные. Самые дешевые виды стабилизаторов. Имеют низкий уровень мощности. Если и используются до сих пор, то на отдельные бытовые устройства.
• Электромеханические (их еще называют сервоприводными). Рабочие характеристики подобных аппаратов мало отличаются от стабилизаторов релейных. Единственная разница между первыми и вторыми – чуть более высокая цена.
• Электронные. Подобные устройства собирают на базе симистора или тиристора. Такие стабилизаторы отличаются хорошей мощностью, долговечностью, точностью реакции на скачки напряжения. При максимально быстром своем действии электронные устройства обеспечивают надёжную защиту от перепадов напряжения.
• Электронные двойного преобразования. Подобные стабилизаторы — самые дорогие из всех. При этом они хорошо защищают как отдельные бытовые приборы, так и всю электросеть в доме. Выделяют одно- и трехфазные устройства. Первые применяют в быту. Вторые — на крупных промышленных, коммерческих объектах. Стабилизаторы двойного преобразования способны сглаживать резкие перепады в диапазонах от 90 до 380 Вольт с отменной точностью.

ИБП (источник бесперебойного питания)

Источник бесперебойного питания (ИБП) APC Back-UPS CS 650VA/400W

Главная задача ИБП — не защита от высокого напряжения, а обеспечение автономного резервного электроснабжения при резких и непродолжительных отключениях энергии. Подобные аппараты особенно нужны в частных домах, если в поселке остро стоит проблема частого отключения света.

Есть также разновидность источника бесперебойного питания с функцией стабилизатора. Если случится резкий высокий скачок напряжения, такой ИБП способен мгновенно переключиться на резервное питание и выровнять параметры Вольт в сети до оптимальных.

Датчик перепадов напряжения

Сетевой фильтр MOST EHV 2м (белый)

Это небольшое устройство, так же как и реле, контролирует скачки напряжения в сети. Но его монтируют сразу с УЗО (устройством защитного отключения). Если датчик выявляет нарушение сетевых параметров, он провоцирует утечку тока. В этом случае УЗО обнаруживает её и отключает питание на дом в аварийном режиме.

Стабилизатор напряжения

Это устройство гораздо сложнее реле. Стабилизатор не отключает подачу тока, а выравнивает напряжение, то есть он нормализует низкое и высокое напряжение до уровня работы домашнего электрооборудования.

На рынке представлено несколько типов подобного оборудования, которые отличаются по мощность. Простые стабилизаторы предназначены для работы с несколькими потребителями, а более сложные – со всей домашней сетью.

Выбирая стабилизатор напряжения для квартиры или дома, нужно обратить внимание на такие параметры:

1.Выходная мощность. Необходимо учитывать нагрузку электрической цепи.

2.Количество фаз.

3.Диапазон входного напряжения. Чем значительнее перепады, тем шире должен быть диапазон.

4.Габариты и масса. Устройство должно помещаться в месте его монтажа. Стабилизаторы бывают настенными и напольными. Настенные модели дороже напольных и подходят для установки в местах с ограниченным пространством.

5.Точность стабилизации. Стабильное напряжение – это основа эффективной и долгой работы электрических приборов.

6.Быстродействие. У большинства стабилизаторов этот показатель на высоте.